高中定量 · 初中直观拓展 · 力学 · 运动分解

相同速度,哪个角度飞得远?

真空、平地起落,g=9.8 m/s²;轨迹按当前射程自适应取景。改变发射角,让金色小球走过轨迹。

问题的来处1638年 · 伽利略《两门新科学》

抛体发射台:问题从哪里来?

炮弹飞行时,向前的运动和向下的落体能分开研究吗?伽利略在《两门新科学》中把这两种运动叠加,得到理想抛体的抛物线。

读一段背景,带着问题动手

炮弹飞行时,向前的运动和向下的落体能分开研究吗?伽利略在《两门新科学》中把这两种运动叠加,得到理想抛体的抛物线。

当时的炮术需要射程表,却缺少统一解释。这里让你控制发射方向,再比较互余角的射程与最高点;空气阻力被明确排除。

现在,换你来试改变发射角,让金色小球走过轨迹。 固定其他条件,亲手将发射角分别设为30和60°,各核验一次;30°和60°的射程相同,最高点也一样吗?

抛体发射台

P11 / 力学
今天的问题

30°和60°的射程相同,最高点也一样吗?

独立探索要做什么?

改变发射角,让金色小球走过轨迹。 固定其他条件,亲手将发射角分别设为30和60°,各核验一次;30°和60°的射程相同,最高点也一样吗?

装置 · 尺寸示意,量值见读数看证据图 ↓
同高起落 · 无空气阻力
青色:完整轨迹金色:当前位置两轴:水平与高度
看这里 · 水平射程12.7253 m

射程12.73 m;高度1.84 m。互余角同射程不等于同轨迹。

旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。

0.5 完整飞行过程用4秒展示;进度不是物理秒数。
水平射程
12.7253 m
最大高度
1.8367 m
飞行时间
1.2245 s

射程12.73 m;高度1.84 m。互余角同射程不等于同轨迹。

证据图 参考解随题设重算 · 不计个人完成

启用交互后显示带单位曲线。

换个条件,再想一步

只比较射程,能唯一确定发射角吗?

先预测,再观察。反例不会替你完成独立任务。

留下两组证据

仅当前页保留最近两组,刷新清除;第三组替换最早一组。保存模型条件与单位;恢复后重算,不恢复任务完成资格。

先留一组,再改变一个条件。

从观察到解释

把证据带回纸上

展开关系与推导

x=v cosθ t,y=v sinθ t−gt²/2;R=v²sin2θ/g,T=2v sinθ/g。

固定哪些量?改变哪个量?列出两组数值,写出关系,再说明一个不能套用的条件。实验支持猜想,一般证明需要理由。

先预测,再用证据解释

把这次发现,留给下次的自己

30°和60°的射程相同,最高点也一样吗?

换个条件,再试一次

只比较射程,能唯一确定发射角吗?

看哪里?

旋转查看装置连接与相对位置。用装置旁滑块改变条件,二维、三维和读数来自同一状态;尺寸为示意。

回到装置再试 ↑

仅此浏览器保存最近两组,第三组替换最早一组。条件、预测和解释一起保存;文字不自动判分。与原实验的临时记录分别保存。

尚未保存。启用交互后可以记录;请勿在这里填写个人身份信息。

先修与两种探索深度

先认识力学 · 运动分解涉及的量与单位:发射角(°)、初速度(m/s)、飞行进度(无量纲)。高中定量 · 初中直观拓展为内容层次提示,未核对具体教材。

先看现象:改变发射角,让金色小球走过轨迹。

再做定量:保持其他条件,比较发射角与水平射程(m),再对照下方关系。

模型、来源与核验边界

x=v cosθ t,y=v sinθ t−gt²/2;R=v²sin2θ/g,T=2v sinθ/g。

对照核验提示:低角度:发射角 30 °;高角度:只改变发射角 60 °。按这些题设自己操作并比较水平射程,不把参考情景当个人完成。

适用范围:射程12.73 m;高度1.84 m。互余角同射程不等于同轨迹。

OpenStax · Projectile Motion(延伸阅读;链接和公式适用性尚需逐项外部复核) ↗

本页为模型探索,未认证具体教材章节;真实学生和教师反馈尚待推广后收集。